京 都 大 学 防 災 研 究 所 年 報第48号B 平成1７年4月

Annuals of Disas. Prev. Res. Inst., Kyoto Univ., No. 48 B, 2005

山崎断層系における岩石密度の測定
竹内文朗・中村佳重郎・松村一男・渡辺邦彦
要旨

山崎断層系の構造を調べるため，断層周辺で岩石を収集し、その密度を調べる事を行なった。期間は 1988 年から 2004 年までで，少しずつデータの増加を続けた。ここでは、その進行状態と結果の概要を報告し、これと並行して行なった重力測定の結果を合わせて示す。これらは，直接間接に地質構造と関係を持つように見える。当域は西暦868年にM≒７の播磨地震が発生したところである。現在、微小地震の発生頻度が高く、今後その関係に注目したい。
キーワード:

1.

山崎断層系，岩石密度，重力測定，微小地震，地殻変動，地質はじめにある(竹内ら,2001)。 これは 1984 年〜1999 年の独自の重力観測データと，金属事業団(当時)の観測デ

山崎断層系は主に兵庫県，岡山県に 80km にわたりータをあわせて安富断層の構造を求めたものである。

西北西−東南東に走る活断層系の一つである。そこ

この内 1988 年の観測の時，我々は後の補正のため断には，主として大原断層，土万(ひじま)断層，安富層を南北にまたぐラインで岩石を集め，密度測定を断層，暮坂峠断層，琵琶甲断層などの断層があり，行なった。結果は，破砕帯と言われる断層近くに密(活断層研究会，1991)，更に東方の断層とのつなが度の高い岩石が分布した。そこでこの傾向の確認とりも指摘されている(例えば，地震調査研究推進本部

山崎断層周辺での一般性を見るため，更に岩石収集

地震調査委員会，2003)。また，これらのほとんどはを重ねた。ここではその途中経過を行なう。

確実度Ⅰで，活動度は B と考えられている(新編日本の活断層，1991)。この断層系では，868 年に播磨・山 城 の 地 震 (M ≧ 7.0) が 起 こ っ た と さ れ ( 宇 佐 美 ，1996)，それ以後既に 1,100 年以上経ている。
この断層帯を含む多くの観測研究は 1970 年代初めから続いている。微小地震の観測は鳥取微小地震観測所(現，鳥取観測所) 1965 年から始まり，1976年にはテレメータ観測で質的に向上した。また 1975年ごろから，安富断層周辺で山崎断層観測坑での伸縮計測定をはじめ，地殻変動的観測が開始された。
1978 年には「山崎断層テストフィールド総合観測」
が 10 ヵ年の地震予知計画に加えられ，実験的研究の場になった。 一連の研究 は ，山崎断層 研 究論文集(1)(1988)，山崎断層研究論文集(2)(1988)に数十編がまとめられている。
10 年間のテストフィールド計画が終了した後，それぞれの分野で連続的に続けられ今日に至っている。
例えば，渡辺ら(1997), 澁谷・竹内(2005）は一例である。安富断層の構造調査の一つとして重力測定がFig. 1 Main parts of the Yamasaki faultsystem. Stone density were observed from1,988 to 2,004. Gravity measurements were
held from 1,984 to 1,999 near and around thefaults.

Fig.2 Red points show the stone collected points on a geophysical map (modified from Geologicalmaps of Japan 1:200,000 (Images)). Numbers on the points are the time order as follows. 1-15, 1988;
16-35, 2002; 36-56, 2003; 57-71, 2004. Yamasaki fault system is shown as the sloping lines.
Rocks’ names and their geological ages are shown by color with abbreviation. Neogene or Quateneryr, NorQ;
Mesozoic, Mgd(granodiorite), Ar(rhyolite & dacite pyroclastic rocks & lavas), Aa(andesite laba &pyroclastic rocks), Hm(rhyolite pyroclastic rocks), Ur(rhyolite & dacite lavas & pyroclastic rocks),
Ua(andecite lava & pyroclastic rocks), Yb(hornblende gabbro, pyroxene gabbro & diabasic gabbro),Ym(amphibolite & biotite gneiss); Paleozoic, Tu(slate mudstone, sandstone, chert, limestone, acid tuff& basic volcanick rock), Pm(sandstone, phyllitic state, chert, basic volcanic rock & limestone),Up(slate, sandstone, chert, limestone & basic volcanic rock)
2. データ2.1 岩石の採集1988年の重力測定に際し，安富断層に交わる15点で岩石採取わした(竹内ら，2001)。その後，重力測定点も増加し，これを考慮し当断層系の西部を占めるに土万断層，大原断層，また東方に戻って暮れ坂峠断層や琵琶甲断層でも岩石を収集した。これらは1988, 2002, 2003, 2004 の各年を通じて71点である。
Fig.1, Fig.2 に示すように山崎断層系は西北西−東南東にほぼ一直線に分布する。道路条件等から，断層走行に沿った道が多く，ところどころから直行する道路が山へ別れ中腹の町村へつながる。岩石採集場所は自ずとこの道路条件に従い，それほど均等ではない。現在のところ，ほとんど全ての点は断層

Photo 1 An example of stone collection. (inthe Fukusaki town, Hyogo Rref., Aug. 27,2,004)

から10 km 程度までに分布する。(Fig.2 参照)
岩石の採集は，壁面をのみとハンマーで叩き割り

Fig.3 に模式的に示す。更に，岩石の密度の計算過程を，式(1)，(2)，(3) に表す。

風化の少ない岩石を優先した。最近の採掘工事現場での採集が若干点あったが，これはごく稀で，ほとんどは岩石の表層部分を人力で採集した。(Photo 1)
従って，ここでは岩石密度測定としての精度はゆるいが，場所によるおよその岩石密度の違いは得られると考えている。なお，作業は各回3人前後，1〜2日の作業で，部屋での密度測定は1〜3人で行なった。

2.2

岩石の密度測定

集めた岩石は程度の差こそあれ風化している。場合によっては現在採掘中の発破現場での岩石選びもFig. 3 Schematic diagram of stone density
calculation. s, stone weight; w, weightof water+vessel; t, tension. Units are all
for gr.

出来たが，ごく稀である。つまり，我々の集めた岩石の風化常態，ひいては岩石密度は地下のそれとは異なる。しかし，その影響を正しく見積もる事は難しいため，我々はこれを無視し，地上での値をそのまま測定するにとどめた。また，地下数kmまでは岩重さは新光電子株式会社の測器「DJ-6100 はかり」

石の密度変化は小さく，間隙は水で飽和されるものを用いた。6,100 gr まで測定でき，0.1 gr 単位のと考えた。従って採取した岩石密度は，十分長く水表示がなされる。実際の精度は0.1 gr である。Fig.に浸けた状態で測定する事にした。Photo 2 は2004

3 に示した重量をこの秤で得て，密度 d gr/cm3 を年の岩石を水中に浸けている例である。

次の計算で求めた。岩石体積を v cm3 とし，測定量を上記(a)，(b)，(c)，で表すと，d=s/v=(a) / v(1)

ここに，
v = (s – t) / 1.000であり，しかも(s – t) = s + {(s + w –t) – (s + w)}

Photo 2 Example of stones in water in order
to be saturated. This condition was kept for atleast 1 week through some months.

= (a) + (c) – (b)(2)

であるから，密度 d g/cm3 は，岩石密度は，その重量と体積を得れば求まる。重量は秤により簡単に得られるが，体積はやや手間をd = (a) * 1.000 / {(a) + (c) – (b)}(3)要する。我々は，(a)岩石重量 s と，(b)容器に入れた水に岩石を沈めた時の総重量 s + w と，(c)を釣として得られる。求まった 71ヶの岩石につき，そのり糸で外部にぶら下げ，岩石部を水中に浮かせた時

番号，採取年月日，採取場所の緯度，経度，密度，の重量 s + w ‒ t , (但し，単位はいずれも gr(グ岩石の推定年代，岩石の推定種類を，付録に示した。

ラム)。w は容器とそこに入れる水の重さの合計。t3.

考察が，日により22℃になった事もある。しかし，密度3.1

密度の値と場所による違い

は 1.000 g/cm3 と 考 え て 処 理 し た 。 以 上 の 測 定 を

上記付録に示された岩石密度を 0.1 g/cm3 区切りは釣り糸が支える張力 ) を測定し，後は計算で密度を求めた。なお，水は出来るだけ15℃〜17℃にした

で Fig.4 に示す。ほとんどが 2.5 g/cm3 強〜2.7g/cm3 強を示す。次に，Fig.5 に地図上にこの密度の平均値をコンターとして示す。Fig.4 に記した特に高い値は，Ohara 断層と，Hijima 断層に極めて近い白丸の附近で 2.9 以上，最高 3.04 g/cm3 というものである。Fig.2 で青い部分に相当し，中生代三畳紀の角閃石斑レイ岩などである。（通商産業省工業技術院，1981）以下この地質図による。この 2 つの高密度点の間は中生代白亜紀〜古代三期の流紋岩や安山岩などが多い。更に東へ向かうと，Hijima-f.
が 2 分し，Yasutomi-f. とKuresaka-toge-f に変る。
その間は断層の南が古生代二畳紀三日月層，断層北が古生代未区分岩石である。安富断層は南に三日月層が細長く続き，北は古生代岩石である。暮坂峠断層は中生代の流紋岩等火砕岩が主である。今回対象にしたうちの最も東の琵琶甲断層には中生代の流紋Fig.4
Numbers of stones versus theirdensity. Almost all the densities are
2.55 〜 2.75 g/cm3. However, somestones show greater than 2.9 g/cm3.

岩と第四期の堆積層が存在する。

35.2

Latitude [deg]35.1

3534.934.8
134.20134.3
10134.4
20 km

134.5

134.6

134.7

134.8

134.9

135

Longitude [deg]Fig.5 Contour map of the stone density observed from the stones (black circles). White corresponds
to high density and black low (3.04〜2.24). Dot lines are the main faults belonging to theYamasaki fault system. Density values close to the faults show high.

安富断層近くでの採集岩石の高密度傾向（竹内ら，

Fig.6-1 は我々独自の千点弱の重力測定値と，金属2001）が，その後の岩石集めの一要因であるが，そ鉱業事業団のデータ（地質調査所, 2000）を用いた。の後は測点増加でむしろ特徴は薄れている。現在安図の四角は重力的にも岩石採取からもデータが取れ

富断層の場合，更に南の暮坂峠断層周辺が低密度でている範囲である。観測点分布は2×2 km2 に1点のあるのに対し，安富断層上と更に北数 km は密度が割合である。赤っぽいのがブーゲー異常の高い所を，高い程度の特徴はあるが，鮮明ではない。以上現状

青っぽいのが低いところを表す。高い所は，だいた報告にとどまる。

いが高い密度を示す岩石のあった点を示すが，Fig.6-2 に示した岩石密度の粗い色分けと比べると3.2

重力値との比較完全に一致するわけではない。大原断層や土万断層

これまでの重力測定の結果と，今回の岩石の結果上のブーゲー異常の高い所の形や，同じく安富断層を比べた。その様子を Fig.6-1, Fig.6-2 に示す。と暮坂峠断層の間の東部の高い値が，岩石密度の形と微妙に異なる。また，両者の小さい値も完全一例するわけではない。これが真の違いならば，重力探査の結果が地表面の岩石の密度差を表しているだけでなく，更に深い構造の違いを表していると考える事が出来る。しかし一方，重力で千点近いデータを用いているのに対し，岩石密度は 71 データに過ぎないという調査の質の違いを検討すべきと思われる。
4. おわりに断層周辺で岩石を収集し，その密度を調べるという作業を行なってきた。これはもともと重力探査のFig.6-1 Bouguer anomalies in and around theYamasaki fault system. White regions
correspond to the high Bouguer anomaly andblack low. White points are the stonecorrected points. The rectangle indicates theoutline of stone collected region.

解析材料と考えて始めた事である。しかし，山崎断層系の安富断層で 1988 年に行なったところ，断層に近いところが重く，遠いところに軽い岩石が多いという結果を得た。重力探査は，その後 1997 年から3度行なったが，これに加えて 2002, 2003, 2004
年に岩石を集め，密度を測定する事が出来た。相互の関係は，測定数に反比例して解釈が複雑になってきた。しかし，現状を調べ，データの蓄積を図る事は大切と考え，上記のような結果を示した。

謝辞

本稿作成にあたり，データの収集，作成に尾上謙介氏，松尾成光氏，見野和夫氏に援助頂いた。深く感謝いたします。
なお，金属工業事業団の重力データの一部を利用させていただきました。御礼申し上げます。

参考文献
Fig.6-2 Stone density map in and around theYamasaki fault system. White shows the highdensity regions and black low. Solid black
marks are the stone collected points. The
rectangle is the same as in Fig.6-1. Fault
lines are shown by thin dot lines.

活断層研究会編（2001）：[新編]日本の活断層‐分
布図と資料‐，東京大学出版会，p438.
地震調査研究推進本部地震調査委員会(2003):山崎
断層の長期評価について.
宇佐美龍夫（1996）：新編日本被害地震総覧.

山崎断層研究グループ編（1988）：山崎断層研究論
文集（1）.
山崎断層研究グループ編（1988）：山崎断層研究論
文集（２）.
渡辺邦彦・中尾節郎・松村一男・竹内文朗（1997）：
兵庫県南部地震前後の山崎断層域の地殻活動(その2) -地震データベース構築のために，京都大学
防災研究所年報，第40号B-1，pp.21-26.
澁谷拓郎・竹内文朗（2005）：活断層帯の微小地震の活動特性，大大特平成16年度報告書，京都大学
防災研究所，pp.150-158.
20万分の1地質図幅複集（画像）（2002）：産業技術総合研究所

地質調査総合センター.

竹内文朗・中村佳重郎・渡辺邦彦・松村一男・河野芳輝・原宏史・駒澤正夫・西田良平（2001）：山崎断層系、安富断層周辺での重力測定，京都大学
防災研究所年報、第44号B-1、pp.177-184.
地質調査所編集（2,000）：日本重力CD-ROM，通商産業省工業技術院地質調査所.

Geological Survey of Japan, AIST (2002)
Geological maps of Japan 1:200,000 (Images),version.2.0

付録

１−１

mm.dd

latitudelongitude

density

humid

volumeage

description

1988

Deg.

Deg.

g/cm3gcm3

1

Feb.1334.94408

134.67889

2.52

261.0

103.5

M

rhyolite23

Feb.13
Feb.1334.95789
34.95914

134.67334
134.67778

2.65
2.60

196.0
444.0

74.0
171.0

PM

basic Volcanic rocksandstone

4

Feb.1334.97849

134.66777

5

Feb.1334.98046

134.66267

2.45

440.5

180.0

M

rhyolite

2.49

215.5

86.5

M

rhyolite67

Feb.13
Feb.1334.98262
34.97383

134.66667
134.65533

2.44
2.69

257.0
456.0

105.5
169.5

MP?

rhyolite?

8

Feb.13

9Feb.1334.98387

134.61223

2.60

372.0

143.0

P

slate

35.03764

134.60822

2.65

481.0

181.5

Pshale10Feb.1335.05323

134.62199

2.59

322.5

124.5

M

rhyolite11

Feb.1335.02115134.61223

2.75

500.0

182.5

P

slate

12
13

Feb.13
Feb.1334.97222
34.93333

134.60156
134.61867

2.61
2.48

475.0
423.5

182.0
170.5

PM

(basic volcanic rock)rhyolite14Feb.13

34.89875

134.59378

2.49

505.0

204.0

M

rhyolite

15Feb.13

34.98566

134.59088

2.70

443.0

164.0

P

basic Volcanic rocknomm.dd

latitudelongitude

density

humid

volumeage

description

2002

Deg.

Deg.

g/cm3

g

cm3

16

Jul.3035.03896

134.54527

2.58

1263.0488.7

Mrhyolite

1718

Jul.30Jul.3035.01779
35.02342

134.55722
134.50667

2.67
2.68

723.6
862.2

270.8
321.5

PM

basic Volcanic rockbasic Volcanic rock

19Jul.30

35.03851

134.49056

2.58

1312.9

509.5

P?

?

20Jul.30

35.07140

134.48277

2.69

1249.0464.4

Mrhyolite

21
22

Jul.30Jul.3035.02478
35.04617

134.49417
134.44778

2.72
2.71

705.8
852.8

259.6
315.2

P?
P?
basic Volcanic rock23

Jul.3035.05833

134.44556

3.04

1144.9376.1

Mdiabasic Gabro

24

Jul.3035.02658

134.42555

2.51

765.3

304.3

P

basic Volcanic rock25

Jul.3035.07140

134.43111

2.98

1144.4383.8

M

gabbro26

Jul.3135.09617

134.43417

2.52

1257.8498.8

Mrhyolite

27
28

Jul.31
Jul.3135.05676
35.10698

134.24472
134.30278

2.65
2.84

1000.8
908.2

377.6
320.3

PM

basic Volcanic rock
Hornblende gabbro29

Jul.3135.13491

134.29723

2.73

1205.6

441.9

Pchert30

Jul.3135.12658

134.32834

2.97

648.2

218.5

M

diabasic Gabro

31
32

Jul.31
Jul.3135.11306
35.08559

134.35140
134.34639

2.57
2.59

720.5
929.5

280.2
359.3

PM

basic Volcanic rockdacite pyroclastic

33

Jul.3135.06487

134.39111

2.51

703.7

280.9

M

rhyolite34

Jul.3135.09662

134.40472

2.66

1371.4516.3

P(rhyolite?)

35Jul.31

35.00180

134.43666

2.64

1703.2

644.0

P

chert

noAppendix 1-1
Result of stone density observation. no, collected number, year is written bellow
mm.dd, here observed are in 1988 and 2002. humid, the stone’s density after it is mostly weted.
age, geological epoch, P=Paleozoic, M=Mesozoic.

付録

１−２mm.dd

latitudelongitude

density

humid

volume

2003

Deg.

Deg.

g/cm3gcm3

36

Oct.1635.01417

134.68723

2.52

713.1

37
38

Oct.16
Oct.1635.0319434.98222

134.66390
134.612782.69
2.75

39

Oct.1635.02417

134.61417

40

Oct.1635.04083

134.61055

41
42

Oct.16
Oct.1635.14250
35.15778

134.54167
134.44778

noage

description

283.4

M

pyroclastic

700.6
808.1

260.8
293.7

PP

chert or slate
slate

2.67

803.7

300.5

M

rhyolite

2.53

530.1

209.8

M

rhyolite

2.65
2.63

520.7
557.5

196.5
211.8

PM

acid tuff
granodiorite

43

Oct.1635.13389

134.44278

2.71

817.9

301.4

M

andesite

44Nov.09

35.17167

134.35750

2.57

690.6

268.9

M

pyroclastic

45

Oct.1735.18556134.25333

2.54

641.3

252.6

M

granit46

Oct.1735.15445

134.24139

2.67

476.0

178.6

M

andesite lava

4748

Oct.17
Oct.1735.13694
35.13694

134.24889
134.29361

2.72
2.71

636.2
701.4

234.0
258.4

M
M

rhyolite(pyroclastic)49

Oct.1735.06250

134.30389

2.65

579.0

218.6

M

rhyolite50

Oct.1735.01695

134.32278

2.69

688.0

255.6

M

andesite51
52

Oct.17
Oct.1734.95139
35.00195134.42000
134.43639

2.95
2.52

758.1
459.1

257.1
182.2

PM

hornblende gabbro
dacite53

Oct.1735.03833

134.48972

2.65

932.1

352.1

P

sandstone

54

Oct.1734.95833

134.56751

2.64

707.1

267.9

M

andesite55

Oct.1734.93389

134.61778

2.45

474.4

193.3

M

pyroclastic

56

Oct.1734.89639

134.68140

2.52

603.4

239.8

M

rhyolitenomm.dd

latitudelongitude

density

humid

volumeage

description

2004

Deg.

Deg.

g/cm3

g

cm3

57
58

Aug.27Aug.2735.03639
34.96722

134.75751
134.77112

2.53
2.61

631.0
347.5

249.8
133.3

MP

granodiorite
basic Volcanic rock59

Aug.2735.00583

134.70639

2.58

571.9

221.6

M

rhyolite60

Aug.2734.93945

134.70305

2.80

446.7

159.4

P

sandstone

61

Aug.2734.92639

134.79666

2.64

449.4

170.4

Pchert62
63

Aug.27Aug.2734.89833
34.85944

134.79167
134.78890

2.53
2.24

561.7
396.6

222.0
176.9

MM

rhyoliterhyolite

64
65

Aug.27Aug.2734.86833
34.83667

134.81166
134.82167

2.53
2.56

359.4
473.5

142.3
184.7

MM

rhyoliteliparite66

Aug.2834.87833

134.80055

2.44548.4

225.2

M

mudstone

67
68

Aug.28Aug.2834.82222
34.96028

134.92528
134.91806

2.59
2.59

668.0
549.7

258.3
212.5

MM

rhyolitegranit69

Aug.2834.96111134.91806

2.56

557.8

218.2

M

pyroclastic

70

Aug.2834.96278

134.84111

2.54

580.8

228.9

M

rhyolite71

Aug.2834.90917

134.71722

2.68

535.5

199.8

M

andesite

Appendix 1-2
Result of stone density observation. no, collected number, year is written bellow
mm.dd, here observed are in 2003 and 2004. humid, the stone’s density after it is mostly weted.
age, geological epoch, P=Paleozoic, M=Mesozoic.

Density of Stones Observed Near and Around the Yamasaki Fault System
Fumiaki TAKEUCHI, Kajuro NAKAMURA, Kazuo MATSUMURA, and Kunihiko WATANABE

Synopsis
We collected the stones near and around the Yamasaki fault system forstudying the structure of the faults, from 1988 to 2004. The measured stone density
is shown with the observed Bouguer anomalies. Both of these data shows somerelationship with geological structure. The Harima Earthquake (M7, A.D.868) isbelieved as occurred around this region. The number of microearthquakes
observing in this region is also high.
Keywords : Yamasaki fault system, stone density, gravity measurement,
microearthquake, crustal movement, geology